CN213060304U - 一种自动除垢的电化学水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动除垢的电化学水处理设备，包括对循环水系统的水体进行电化学处理的电化学反应装置，电化学反应装置包括能够将箱体内附着在阴极板上的结垢自动刮除的除垢机构；电化学水处理设备还包括脱垢装置，脱垢装置包括压滤机、输垢泵，输垢泵与电化学反应装置相连，压滤机与输垢泵相连，输垢泵能够将被刮离阴极板的水垢输送到压滤机中进行脱水。该水处理设备能够不停机自循环的运行，整个除垢过程不会影响设备的水处理过程，从而不影响其工作效率；压滤机能够对水垢进行压滤脱水从而使排出的水垢不再以泥浆的状态直接排放，经处理的水垢便于处理。

Description

一种自动除垢的电化学水处理设备

技术领域

本实用新型涉及电化学水处理设备领域，尤其涉及一种自动除垢的电化学水处理设备。

背景技术

目前，国内对于工业循环水处理系统，普遍使用投加水质稳定药剂来提高循环水系统的浓缩倍数，从而减少新水补充水量和排污处理。传统的水质稳定药剂主要包括：缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等，用于控制循环水系统中管道及设备的结垢和腐蚀，除了每年用于水质处理的药剂费用昂贵和运行成本高之外，还存在着以下问题：(1)化学药剂使用量较大，其运输和储存过程中会污染环境；(2)药剂本身会在循环水系统中形成悬浮物和沉淀，污染循环水水质；(3)投加药剂后会引起循环水系统电导率的升高，加速系统排污；(4)排污水由于含有水处理药剂，随着工业污水的排放会对环境产生二次污染。

为了使上述问题得到解决和改善，国内外研究人员提出并完善了一种“高级氧化技术”方法以用于循环冷却水的处理，这种方法通过综合利用光、声、电、磁或无毒试剂催化氧化技术进行有机污水的处理，得到了良好的效果。高级氧化技术法能够处理之前较难降解且对生物环境危害较大的有机污染物成分，从而成为当前污水处理研究和应用的前沿。而电化学水处理技术作为高级氧化技术的一种，由于其清洁、环境友好、用水量少等优点成为工业循环冷却水处理技术的一个很好的选择。

电化学水处理技术是指在外加电场的作用下，在特定的电化学水处理设备内，通过一系列设计的化学反应、电化学过程或物理过程，产生大量的自由基，进而利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解的技术过程，作为一种清洁的处理工艺，电化学技术与其他水处理技术相比，具有无法比拟的优点，是现在解决工业水处理领域使用化学药剂所带来的负面问题的重要方法。电化学循环水水质稳定处理技术的缓蚀、阻垢、杀菌灭藻效果好，应用这种技术的循环水不需要投加任何化学药剂，且强制排污水量少，不仅可以节约药剂费和补水费，而且有很好的节能减排和环境保护效果。

现有技术中使用的电化学水处理设备，为了实现水处理，由直流电源提供直流电，在阳极板接入正极，在阴极板接入负极，进行电化学反应，反应过程中阴极上产生大量OH^-，在OH^-参与下，在阴极表面上产生还原反应，合成CaCO₃(Ca²⁺+CO₃ ^2-＝CaCO₃↓)和Mg(OH)₂及其他难溶性物质，这些难溶性物质直接附着在阴极上，形成结垢层；阳极板表面则发生氧化反应，产生大量活性氧化物质，如OH^-、Cl^-及O₃、H₂O₂、Cl₂、HClO等物质进行杀菌、灭藻、除垢。

电化学水处理设备阴极板上形成的结垢如长期不进行清除，会导致极板钝化，从而影响到电化学水处理设备后期的电解效率及效果。为了方便阴极板上结垢的清除，一些电化学水处理设备中安装了自动除垢系统，例如公开号为CN209367873U(公开日2019年9月10日)的中国专利公开了一种自动除垢电化学水处理装置，在电机的驱动下刮刀通过旋转运动将阴极板表面的结垢刮除，之后通过管道将被刮除的水垢排出设备外。然而该装置的刮垢及排垢工作需要在停机的状态下进行，需要关闭电源、进出水扣。且水垢呈现泥浆状，后续处理难度高。且在除垢过程中需要排除设备本体内的水，浪费水资源。因此该装置的除垢过程会影响其电化学水处理的工作效率、浪费水资源且处理后排出的水垢处理难度大。

电化学水处理设备阴极板上形成的结垢如长期不进行清除，会导致极板钝化，从而影响到电化学水处理设备后期的电解效率及效果。为了方便阴极板上结垢的清除，一些电化学水处理设备中安装了自动除垢系统，例如公开号为CN209367873U(公开日2019年9月10日)的中国专利公开了一种自动除垢电化学水处理装置，在电机的驱动下刮刀通过旋转运动将阴极板表面的结垢刮除，之后通过管道将被刮除的水垢排出设备外。然而该装置的刮垢及排垢工作需要在停机的状态下进行，即除垢时需要关闭极板电源、进出水口、停止其水处理过程，因此该装置的除垢过程会影响其电化学水处理的工作效率；此外，该装置排垢时水垢连同装置本体内的水需要同时排出，排出的水垢呈现泥浆状，后续处理难度高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动除垢的电化学水处理设备，以解决目前现有自动除垢的电化学水处理设备除垢过程影响设备工作效率、排出的水垢不便处理的技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：一种自动除垢电化学水处理设备，包括对循环水系统的水体进行电化学处理的电化学反应装置，所述电化学反应装置包括能够将箱体内附着在阴极板上的结垢自动刮除的除垢机构；其特征在于：所述电化学水处理设备还包括脱垢装置，所述脱垢装置包括压滤机、输垢泵，所述输垢泵与所述电化学反应装置相连，所述压滤机与所述输垢泵相连，所述输垢泵能够将被刮离所述阴极板的水垢输送到所述压滤机中进行脱水。

作为优选：所述电化学反应装置还包括供被刮除的水垢沉积的积垢斗，所述输垢泵能够将沉积到所述积垢斗中的水垢输送到所述压滤机中进行脱水。

作为优选：所述电化学反应装置还包括安装在所述积垢斗上的气泵，所述气泵能够向沉积到所述积垢斗中的水垢输送压力气体。

作为优选：所述电化学反应装置还包括与所述积垢斗连通的排垢管，所述输垢泵能够将所述积垢斗中的水垢通过所述排垢管输送到所述压滤机中。

作为优选：所述电化学反应装置还包括设置在所述箱体内部的三相分离器，三相分离器能够将流经所述三相分离器的水流中的固体及气体分离出来，被分离出来的固体向所述箱体下部沉积，被分离出来的气体被排至所述箱体外。

作为优选：所述脱垢装置还包括与所述压滤机连接的储气罐，所述储气罐为所述压滤机提供气源。

作为优选：所述压滤机能够将水垢脱水至含水量不高于85％后排出。

作为优选：所述电化学反应装置为阴极板、阳极板竖直设置的卧式电化学反应装置，所述除垢机构包括电机、减速机、刮刀，所述电机能够通过所述减速机驱动所述刮刀运动，所述刮刀在运动时能够将附着在所述阴极板表面上的结垢刮除。

作为优选：所述电化学反应装置为阴极板、阳极板水平设置的立式电化学反应装置，所述除垢机构包括电机、减速机、刮刀，所述电机能够通过所述减速机驱动所述刮刀运动，所述刮刀在运动时能够将附着在所述阴极板表面上的结垢刮除。

作为优选：所述压滤机为板框式压滤机或带式压滤机，所述输垢泵为隔膜泵或螺杆泵。

本实用新型的电化学水处理设备设置有输垢泵及压滤机，在设备不停止水处理工作的状态下，阴极板上的结垢被刮刀刮除，输垢泵则将被刮离阴极板的水垢输送到压滤机中进行脱水处理。设备可以实现水垢的在线持续清除，清垢效率高；且设备能够不停机自循环的运行，整个除垢过程不会影响设备的水处理过程，从而不影响电化学水处理设备的工作效率。压滤机能够对水垢进行压滤脱水从而使排出的水垢固液分离而不再以泥浆的状态直接排放，经压滤脱水的水垢便于处理，可以进行后续的回收再利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一自动除垢电化学水处理设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一自动除垢电化学水处理设备的剖视结构示意图；

图3是本实用新型实施例一自动除垢电化学水处理设备的主视剖视图；

图4是本实用新型实施例一自动除垢电化学水处理设备的侧视剖视图；

图5是本实用新型实施例一自动除垢电化学水处理设备的俯视图；

主要标件与标号：

电化学反应装置：1；箱体：11；阴极板：121；阳极板：122；进水管：131；通水孔：1311；出水管：132；除垢机构：14；电机：141；刮刀：142；转轴：143；积垢斗：15；气泵：151；排垢管：16；三相分离器：17；

脱垢装置：2；压滤机：21；输垢泵：22；储气罐：23；

外箱体：5；电化学水处理室：51；垢处理室：52。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚地展示，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

图1至图3为本实施例自动除垢电化学水处理设备的结构图，如图1至3所示，自动除垢电化学水处理设备包括电化学反应装置1、脱垢装置2，电化学反应装置1能够对循环水系统的水体进行电化学处理，其包括能够将箱体11内附着在阴极板121上的结垢自动刮除的除垢机构 14，脱垢装置2则能够对被刮除的水垢进行脱水处理。

电化学反应装置1包括箱体11、间隔并交错安装在箱体11内部的阴极板121及阳极板122，箱体11上设置有与所述箱体11连通的进水管131及出水管132，待处理水体从进水管131的通水孔1311进入箱体11内部经过电化学水处理后从出水管132排出箱体11外。

所述电化学水处理设备还包括脱垢装置2，所述脱垢装置2包括压滤机21、输垢泵22，所述输垢泵22通过管道与所述电化学反应装置1相连，所述压滤机21则通过管道与所述输垢泵22 相连，所述输垢泵22能够将被刮离所述阴极板121的水垢输送到所述压滤机21中进行脱水。脱除的水分可以重新排入循环水系统中，从而避免水资源浪费。

作为优选，所述压滤机21能够将水垢脱水至含水量不高于85％后排出。水垢的含水量以水垢中水分的重量除以水垢总重量来计算。所述压滤机21可以为板框式压滤机或带式压滤机，所述输垢泵22可以为隔膜泵或螺杆泵。

电化学反应装置1的箱体11内部从下至上可被划分为积垢区、反应区、沉降分离区，电化学反应装置1还包括多个供被刮除的水垢沉积的积垢斗15，积垢斗15设置在箱体11内部的积垢区，所述输垢泵22能够将沉积到所述积垢斗15中的水垢输送到所述压滤机21中进行脱水。

所述电化学反应装置1还包括与所述积垢斗15连通的排垢管16，排垢管16也位于箱体11 内部的积垢区并且位于积垢斗15的下方，排垢管16的一端从箱体11穿出，该穿出的一端与输垢泵22相连，输垢泵22在将积垢斗15中的水垢泵入排垢管16后，从排垢管16将水垢输送到压滤机21中进行脱水。

作为优选，所述电化学反应装置1还包括安装在所述积垢斗15上的气泵151，所述气泵151 能够向沉积到所述积垢斗15中的水垢输送压力气体。沉积到积垢斗15中的水垢易在箱体内水压的作用下被压附在积垢斗的斗壁及排垢口处从而将积垢斗的排垢口堵塞，影响积垢斗内水垢的排出。通过气泵151向水垢输送压力气体可以使水垢从斗壁及排垢口处松脱，从而有效的防止积垢斗被沉积的水垢堵塞、便于输垢泵22将水垢顺利泵入压滤机21中。

本实施例的所述电化学反应装置1为阴极板121、阳极板122竖直设置的卧式电化学反应装置，如图2、3所示，阴极板121、阳极板122竖直且间错安装在箱体11内部的反应区内。所述除垢机构14也安装在反应区内，所述除垢机构14包括电机141、减速机、刮刀142，所述电机 141的输出端与所述减速机的输入端传动连接，所述电机141能够通过所述减速机驱动所述刮刀142运动，所述刮刀142在运动时能够将附着在所述阴极板121表面上的结垢刮除。

作为优选，所述除垢机构14还包括转轴143，在所述阴极板121、阳极板122的中心位置开设通孔，所述转轴143穿设于所述通孔中，所述转轴143、阴极板121、阳极板122相互之间不接触或通过阴极绝缘护套或阳极绝缘护套进行绝缘。所述转轴41的两端设置有轴承，所述转轴143的两端分别通过所述轴承支撑在所述箱体11的两端壁上。

所述减速机的输出端与所述转轴143的一端传动连接，所述电机141能够通过所述减速机驱动所述转轴143以自身轴线为旋转轴转动，所述刮刀142固定在所述转轴143上，各个所述阴极板121的两侧均设置有所述刮刀142，且所述刮刀142的刀刃朝向所述阴极板121的表面，所述刮刀142随所述转轴143转动时能够将与之对应的所述阴极板121表面上的结垢刮除。本实施例的除垢机构14在工作时，转轴143由电机141通过减速机驱动其进行转动，带动刮刀142旋转，刮刀142将阴极板121的左右表面上的结垢刮除，从而实现在圆形的阴极板121两面自动刮垢，水垢沉淀到积垢区中的积垢斗中。

在使用该电化学反应装置进行水处理时，将电源的输出正极与所述阳极板相连，将电源的输出负极与阴极板相连，电源接通后箱体内间隔设置的阳极板及阴极板之间形成电场，从而使流经箱体内部的水发生电化学反应，实现除垢脱盐、杀菌灭藻、防腐等作用，脱除的水垢积结在阴极板上，通过旋转刮刀去除，进而通过排垢管输送到箱体外部的压滤机中脱水。

作为优选，如图2-5所示，所述电化学反应装置1还包括设置在所述箱体11内部沉降分离区的三相分离器17，通过控制进水的流速流量，三相分离器17能够将流经所述三相分离器17 的水流中的固体及气体分离出来，被分离出来的固体向所述箱体11下部沉积进入积垢区，被分离出来的气体被排至所述箱体11外。通过三相分离器17将箱体内的水进行气液固分离，水经过三相分离器17后继续向上运行，之后从出水管132中流出。反应过程中产生的废气经过三相分离器17分离出来，再排出箱体，以减少气体对反应装置出水效果的影响。同时，三相分离器17还可以将未沉淀到积垢斗中的水垢以及未被电化学反应完全脱除的固态成垢物质、固态腐蚀物等物质截留在箱体内，以进一步保证反应装置的水处理效果。

作为优选，所述三相分离器17由非金属耐腐蚀材料或金属外附耐腐蚀材料制成，所述三相分离器分二至三层叠加排放。

作为优选，所述脱垢装置2还包括与所述压滤机21连接的储气罐23，所述储气罐23为所述压滤机21提供气源。

作为优选，设备具有外箱体5，外箱体5内部被分为电化学水处理室51及垢处理室52，电化学反应装置1安装在所述电化学水处理室51中，脱垢装置2则安装在所述垢处理室52中。设置外箱体5方便对电化学水处理设备进行整体的吊装及运输。

本实施例电化学水处理设备在工作时，循环水系统中待处理水经与设备相匹配的水泵(水泵可以为管道泵或潜水泵)提升从下部进入设备电化学反应装置的箱体内；循环水在电化学反应装置中经电化学反应去除水体中的成垢物质和一定量的腐蚀因子，以上升流形式进入沉降分离区；在沉降分离区内，上升水流中带来的固态杂质及反应时生成的气体通过三相分离器进行分离；经过沉降的水通过电化学反应装置箱体的出水管重新进入循环水系统；在经过一定时间的电化学反应形成的固态水垢附着于阴极板上，通过除垢机构将结垢从阴极上刮下，下沉至积垢区；沉降至积垢区的水垢由输垢泵经管路排至压滤机进行脱水，压滤机将水垢脱水至含水量不高于85％的固态物排出，经压滤出的水重新排入循环水系统。

实施例二

本实施例与实施例一的区别仅在于电化学反应装置为立式电化学反应装置，其阴极板 121、阳极板122间错且水平设置于箱体11内。相应的所述除垢机构14的转轴143竖直设置在箱体11中，转轴143的两端分别通过轴承支撑在所述箱体11的上端及下端。除垢机构14在工作时，转轴143由电机141通过减速机驱动其进行转动，带动刮刀142旋转，刮刀142将阴极板121上下表面上的结垢刮除，从而实现在阴极板121两面自动刮垢。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自动除垢的电化学水处理设备，包括对循环水系统的水体进行电化学处理的电化学反应装置(1)，所述电化学反应装置(1)包括能够将箱体(11)内附着在阴极板(121)上的结垢自动刮除的除垢机构(14)；

其特征在于：所述电化学水处理设备还包括脱垢装置(2)，所述脱垢装置(2)包括压滤机(21)、输垢泵(22)，所述输垢泵(22)与所述电化学反应装置(1)相连，所述压滤机(21)与所述输垢泵(22)相连，所述输垢泵(22)能够将被刮离所述阴极板(121)的水垢输送到所述压滤机(21)中进行脱水。

2.根据权利要求1所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学反应装置(1)还包括供被刮除的水垢沉积的积垢斗(15)，所述输垢泵(22)能够将沉积到所述积垢斗(15)中的水垢输送到所述压滤机(21)中进行脱水。

3.根据权利要求2所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学反应装置(1)还包括安装在所述积垢斗(15)上的气泵(151)，所述气泵(151)能够向沉积到所述积垢斗(15)中的水垢输送压力气体。

4.根据权利要求2所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学反应装置(1)还包括与所述积垢斗(15)连通的排垢管(16)，所述输垢泵(22)能够将所述积垢斗(15)中的水垢通过所述排垢管(16)输送到所述压滤机(21)中。

5.根据权利要求1所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学反应装置(1)还包括设置在所述箱体(11)内部的三相分离器(17)，三相分离器(17)能够将流经所述三相分离器(17)的水流中的固体及气体分离出来，被分离出来的固体向所述箱体(11)下部沉积，被分离出来的气体被排至所述箱体(11)外。

6.根据权利要求1所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述脱垢装置(2)还包括与所述压滤机(21)连接的储气罐(23)，所述储气罐(23)为所述压滤机(21)提供气源。

7.根据权利要求1所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述压滤机(21)能够将水垢脱水至含水量不高于85％后排出。

8.根据权利要求1所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学反应装置(1)为阴极板(121)、阳极板(122)竖直设置的卧式电化学反应装置，所述除垢机构(14)包括电机(141)、减速机、刮刀(142)，所述电机(141)能够通过所述减速机驱动所述刮刀(142)运动，所述刮刀(142)在运动时能够将附着在所述阴极板(121)表面上的结垢刮除。

9.根据权利要求1所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述电化学反应装置(1)为阴极板(121)、阳极板(122)水平设置的立式电化学反应装置，所述除垢机构(14)包括电机(141)、减速机、刮刀(142)，所述电机(141)能够通过所述减速机驱动所述刮刀(142)运动，所述刮刀(142)在运动时能够将附着在所述阴极板(121)表面上的结垢刮除。

10.根据权利要求1所述的自动除垢的电化学水处理设备，其特征在于：所述压滤机(21)为板框式压滤机或带式压滤机，所述输垢泵(22)为隔膜泵或螺杆泵。

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